Đồ án bảo vệ rơle

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân

Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 1

NhËn xÐt cña gi¸o viªn chấm

Quảng Ninh, ngµy…….th¸ng……..n¨m 200..

Gi¸o viªn chấm

(Ký ghi râ hä tªn)



Mục Lục

Mục Lục .................................................................................................................................................. 2

A. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 1 ........................................................................... 5

I. Tính toán bảo vệ máy phát điện 1 (MF1) ........................................................................................ 5

1. Bảo vệ quá dòng .............................................................................................................................. 5

Hình 1.............................................................................................................................................. 8

1. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 1 (MF1) ..................................................................................... 8

Hình 2............................................................................................................................................ 11

II. Tính toán bảo vệ máy biến áp 1 (MBA1) ..................................................................................... 11

1. Bảo vệ quá dòng cho MBA1 ......................................................................................................... 11

Hình 3............................................................................................................................................ 13

2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 1 (MBA1) ........................................................................... 13

Hình 4............................................................................................................................................ 15

III. Tính toán bảo vệ đường đây 1 (ĐD1) ......................................................................................... 16

1. Bảo vệ quá dòng cho đường dây 1. ............................................................................................... 17

Hình 5............................................................................................................................................ 20

Hình 6............................................................................................................................................ 22

Hình 7............................................................................................................................................ 24

B. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 2 .......................................................................... 24

I. Bảo vệ cho máy phát điện 2 (MF2) ............................................................................................... 24

1. Bảo vệ quá dòng cho MF2 ............................................................................................................ 24

II. Tính toán bảo vệ máy biến áp 2 (MBA2) ..................................................................................... 28


2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 2 (MBA2) ........................................................................... 30

III. Tính toán bảo vệ máy phát điện 3 (MF3) .................................................................................... 32

1. Bảo vệ quá dòng cho MF3 ............................................................................................................ 32

2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 3 (MF3) ................................................................................... 35

IV. Tính toán bảo vệ cho máy biến áp 3 (MBA3) ............................................................................ 36


V. Tính toán bảo vệ cho đường dây 2 ............................................................................................... 40

Kết Luận ............................................................................................................................................... 46



LỜI NÓI ĐẦU

Trạm biến áp là một mắt xích quan trọng trong hệ thống điện , là đầu mối

liên kết các hệ thống điện với nhau, liên kết các đường dây truyền tải và đường

dây phân phối điện năng đến các phụ tải.

Các thiết bị lắp đặt trong trạm biến áp đắt tiền , so với đường dây tải điện

thì xác xuất xảy ra sự cố ở trạm biến áp thấp hơn tuy nhiên sự cố ở trạm sẽ gây

lên những hậu quả nghiệm trọng nếu không được loại trừ một cách nhanh chóng

và chính xác.

Sự cố xảy ra bất ngờ và bất kì lúc nào do đó yêu cầu hệ thống bảo vệ phải

làm việc chính xác, loại bỏ được đúng phần tử của hệ bị sự cố càng nhanh càng

tốt.

Để nghiên cứu bảo vệ rơ le cho các phần tử trong hệ thống điện , cần phải

có những hiểu biết về hư hỏng , hiện tượng không bình thường xảy ra trong hệ

thống điện , cũng như các phương pháp và thiết bị bảo vệ.

Nội dung đồ án : Thiết kế bảo vệ rơ le cho hệ thống điện bao gồm 2 phần

A. Tính toán bảo vệ cho nhà máy điện 1

B. Tính toán bảo vệ cho nhà máy điện 2

Do sự hạn chế về kiến thức của bản thân và vấn đề thời gian nên đồ án

này không thể tránh khỏi những sai xót nên em rất mong nhận được sự

góp ý của thầy cô và các bạn!

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên:

Trần Văn Khang



Đề Bài : Hãy tính toán bảo vệ rơ le cho sơ đồ hệ thống điện như hình vẽ sau:

BA2

N6

BA1

U1=6,3kV

UN1%=10,5

U1=6,3kV

UN1%=10,5

U1=6,3kV

UN1%=10,5

BA3

U4=115 KV

ĐD 1

ĐD 2

MC4

N4

MC5

N5

MC1

MC2

MC3

N1

N2

N3

MF1

MF3

MF2



Ứng với tên người thiết kế ta có các tham số của các phần tử trong hệ

thống điện như sau :

Họ: TRẦN

Tên Đệm: VĂN

Tên : KHANG

Chữ cái Nhà máy điện Trạm biến áp

Đường

dây

SđmMF(MVA) Xd’’(Ω) E* SđmBA(MVA) L (km)

T 100(1) 1.05(1)

R 200(1)

N 0.13(1) 120(1)

V 75(2) 1.1(1)

Ă 63(2)

N 0.13(2) 120(2)

K 80(3) 1.05(1)

G 200(3)

(1) : Phần tử của nhà máy điện 1

(2) : Phần tử của nhà máy điện 2

(3) : Thông số của máy biến áp 3 và máy phát điện 3

Đường dây 1 làm bằng dây AC0-240 : r0=0.12 Ω/km ; x0=0.4 Ω/km

Đường dây 2 làm bằng dây AC0-300: r0=0.1 Ω/km ; x0=0.4 Ω/km

A. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 1

I. Tính toán bảo vệ máy phát điện 1 (MF1)

1. Bảo vệ quá dòng

a. Bảo vệ cực đại:

- Dòng làm việc lớn nhất :maxlvI

3

1max 1

100.109164,29 9,17

3. 3.6,3

dmMFlv dmMF

dm

SI I A kA

U

- Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N1: (3)

1NI



(3)

1 1"

1,05. .9,17 74,1

0,13N dmMF

d

EI I kA

x

Dựa vào dòng làm việc lớn nhất ta chọn máy biến dòng có: : 10000

5

S

T

I A

I A

Hệ số biến dòng : 2000ik

- Dự kiến đấu máy biến dòng hình sao đủ, suy ra : 1sdk

- Chọn bội số mở máy của các động cơ khởi động trở lại sau khi cắt sự cố :

1,6mmk

- Hệ số an toàn : 1,2atk

- Chọn rơle loại kỹ thuật số : 0,97tvk

+ Dòng khởi động : max. . 1,2.1,6.9164,7

181400,97

at mm lvkđ

tv

k k II A

k

+ Dòng khởi động của rơle : 1

. 181402000

sdkdR kđ

i

kI I

k =9,07A

+ Dòng đặt rơle : dR kdRI I nên ta chọn 10dRI A

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ là :

2000. 10. 20000

1

ikdBV dR

sd

kI I A

k

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

(3) 3

min 13 3 74,1.10. . 3,2

2 2 20000

N Nnh

kdBV kdBV

I Ik

I I

3,2nhk >1,5 ( Đối với bảo vệ chính).

Vậy bảo vệ đảm bảo độ tin cậy.

+Kiểm tra lại máy biến dòng theo điều kiện dòng làm việc của

cuộn cắt : .s BI ccI I

(3) 3

10,05. 0,05.7,1.10 355cc NI I A



. 10000s BII A > 355ccI A

Vậy máy biến dòng đã chọn đảm bảo tin cậy.

b. Bảo vệ cắt nhanh

+ Dòng ngắn mạch ngoài max : (3)

1 74100NngMax NI I A

+ Dòng khởi động : . 1,2.74100 88920kd at NngMaxI k I A

+ Dòng khởi động của rơle : 1

. 88920 44,462000

sdkdR kđ

i

kI I A

k

+ Dòng đặt rơle : dR kdRI I nên ta chọn 45dRI A

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là :

2000. 45. 90000

1

ikdCN dR

sd

kI I A

k

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

(3) 3

min 13 3 74,1.10. . 0,82

2 2 90000

N Nnh

kdCN kdCN

I Ik

I I

0,82 2nhk : Bảo vệ cắt nhanh không đảm bảo độ tin cậy .

Để bảo vệ tác động thì dòng ngắn mạch phải lớn hơn dòng khởi động của

bảo vệ : (3) 2. 2.90000 180000N kdCNI I A

c. Sơ đồ

Sơ đồ bảo vệ quá dòng cho máy phát điện1 kết hợp bảo vệ cực đại và bảo

vệ cắt nhanh với ba cấp thời gian tác động, nguồn thao tác một chiều, máy biến

dòng đấu hình sao



RI1 RI2 RI4 RI5 RI6 RI7

RT

1

RG

1

Th1

C.C

...

(-)

(-)

(+)

(+)

(+)(+)(+)

BI

RI3 RI9RI8

.

.

RT

2

(-)

(+)

...

RG

2 (-)

(+)

RG

3 (-)

(+)

Th2 Th3

..

Hình 1

* Nguyên lý làm việc của sơ đồ

- Nếu sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ cắt nhanh thì các rơle : RI3, RI6, RI9

tác động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến rơle RG tương ứng, RG tác động đóng

tiếp điểm cấp tín hiệu đến RTH tương ứng báo tín hiệu sự cố và cấp tín hiệu đến

cuộn cắt, cuộn cắt tác động cắt máy cắt.

- Nếu sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ cực đại thì các rơle : RI1, RI2, RI4,

RI5, RI7, RI8 tác động cấp tín hiệu đến rơle RT tương ứng. Sau các khoảng thời

gian đặt thì các rơle RT tương ứng tác động cấp tín hiệu đến RG, RG tác động

cấp tín hiệu đến RTH tương ứng báo tín hiệu sự cố và cấp tín hiệu đến cuộn cắt,

cuộn cắt tác động cắt máy cắt.

1. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 1 (MF1)

a. Phần tính toán

- Dòng định mức của máy phát là :



3

11

1

100.109164,29 9,17

3. 3.6,3

dmMFdmMF

dmMF

SI A kA

U

Dựa vào dòng làm việc lớn nhất ta chọn máy biến dòng có: : 10000

5

S

T

I A

I A

Hệ số biến dòng : 2000ik

- Vì máy phát đấu hình sao nên máy biến dòng phải đấu hình tam giác. Vì

thế nên 3Sdk .

- Để bảo vệ cho máy phát 1 ta sẽ tính toán dòng khởi động theo một trong

hai điều kiện :

+ Dòng khởi động phải lớn hơn dòng định mức của máy phát.

+ Dòng khởi động phải lớn hơn dòng không cân bằng cực đại :

kd kcbMaxI I

Ta có :

1 9,17dmMFI A

ax . . .kcbM kcb dn i NngMaxI k k f I

Trong đó :

Chọn 5,1kcbk (hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch)

0,5dnk ( vì máy biến dòng cùng loại)

0,1if ( sai số của máy biến dòng)

(3)

1 74100NngMax NI I A

. . . 1,5.0,5.0,1.74100 5557,5kcbMax kcb dn i NngMaxI k k f I A

Ta thấy : 1 9170dmMFI A > 5575,5kcbMaxI A

Nên ta chọn dmMFI làm dòng khởi động tính toán.

- Dòng khởi động : 1. 1,2.9170 11004kd at dmMFI k I A

- Dòng khởi động của rơle : 3

. 11004 9,52000

sdkdR kđ

i

kI I A

k

- Dòng đặt rơle : dR kdRI I nên ta chọn 10dRI A

- Dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch dọc là :

Đồ án bảo vệ rơle -...

Documents

Transcript of Đồ án bảo vệ rơle -...